溶胶-凝胶法制备木质素碳基固体酸及其催化α-蒎烯水合反应性能研究

以造纸黑液中提取的硫酸盐木质素为原料,通过溶胶-凝胶法合成了木质素水凝胶,再经过真空干燥、炭化及浓硫酸磺化合成木质素碳基固体酸,采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、BET比表面积法、Boehm滴定法等手段对其进行表征分析,并将其应用于催化α-蒎烯水合反应以合成α-松油醇。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的木质素碳基固体酸具有丰富的孔隙结构和良好的催化性能,其比表面积可达281.25 m²/g,α-蒎烯的转化率为93.1%,α-松油醇产率为40.4%,选择性为43.4%。催化剂循环使用5次后,α-蒎烯的转化率降至86.7%,α-松油醇产率降至32.6%,催化性能下降的根本原因在于其表面磺酸基团的脱落。     

一步法制备富氧木质素活性炭及其亚甲基蓝吸附性能

以硫酸盐造纸黑液木质素为原料,分别采用磷酸活化和磷酸、硫酸混合酸活化制备了两类不同结构的木质素活性炭,对其进行了扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、氮气吸附脱附、元素分析和Boehm酸值滴定等表征分析,并将制备的活性炭应用于模拟亚甲基蓝（MB）染料废水的吸附。结果表明,混合酸活化制备的木质素活性炭比单独磷酸活化的木质素活性炭的比表面积、总孔体积、介孔体积、氧含量分别增加了27.9%、26.4%、29.3%和29.2%,并且孔径分布更趋集中。混合酸活化活性炭在pH为2~9的范围内对亚甲基蓝均有优异的吸附性能,最大饱和吸附量达到1118.90 mg·g^-1,比磷酸活化木质素活性炭的吸附量增加了20.3%,表现出良好的吸附性能。吸附速率快,吸附过程遵循Langmuir等温线和伪二级动力学方程,颗粒内扩散不是唯一的决速步骤。